Détection par radar à champ proche utilisant des métasurfaces pour des applications biomédicales

Résumé Les métasurfaces, technologie prometteuse illustrée par leur manipulation précise des propriétés des ondes incidentes et un contrôle exquis sur la propagation des champs électromagnétiques, offrent des avantages inégalés lorsqu'elles sont intégrées dans des systèmes radar, fournissant une résolution supérieure et une sensibilité accrue. Ici, nous introduisons un système radar à ondes millimétriques amélioré par métasurface pour une bio-detection avancée à champ proche, soulignant son adaptabilité à l'interface peau-dispositif, et sa précision diagnostique accrue dans le suivi de la santé non invasive. La métasurface planare à profil bas, dotée d'un réseau à phase synthétisée pour l'adaptation d'impédance à champ proche, s'intègre aux antennes radar pour concentrer la densité de puissance absorbée dans le milieu cutané tout en améliorant simultanément le niveau de puissance reçu, d'où une amélioration du rapport signal-sur-bruit du capteur. La vérification des mesures utilise un fantôme dont les propriétés matérielles ressemblent à celles de la peau humaine dans la plage de fréquences radar de 58 à 63 GHz. Les résultats démontrent une augmentation notable de plus de 11 dB de la densité de puissance de Poynting à champ proche dans le modèle de fantôme, tandis que l'analyse du traitement du signal radar indique une amélioration correspondante du rapport signal-sur-bruit, facilitant ainsi une détection améliorée dans les applications biomédicales.